一种冲击试样加工精度检测系统及检测方法与流程

1.本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种冲击试样加工精度检测系统及检测方法。


背景技术：

2.钢铁厂在生产时必须对钢材的化学成分和力学性能进行检测，检验钢材是否符合质量要求。力学性能检测项目包含冲击试验，冲击试验的试样必须满足相关标准的尺寸要求，所有冲击试样的加工精度是否达到检测标准又是最重要的环节。
3.现有加工平台上缺少检测装置，一般是在冲击试样加工完成后，人为采用游标卡尺、螺旋千分尺等检测工具进行测量，测量效率低、误差大。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决现有采用人工检测冲击试样加工精度，检测效率低、精度低的技术问题。
5.一方面，本发明提出一种冲击试样加工精度检测系统，包括相机装置及识别检测装置，所述相机装置包括正视相机、侧视相机和俯视相机，所述正视相机用于设置于试样本体的前方以对所述试样本体的前方拍摄，所述侧视相机用于设置于所述试样本体的左侧方或右侧方以对所述试样本体的左侧方或右侧方拍摄，所述俯视相机用于设置于所述试样本体的上方以对所述试样本体的上方拍摄，所述识别检测装置与所述正视相机、所述侧视相机及所述俯视相机连接，所述识别检测装置用于识别所述正视相机、所述侧视相机及所述俯视相机的拍摄图像，并对所述拍摄图像进行尺寸测量。
6.本发明所述的冲击试样加工精度检测系统，相机装置的正视相机、侧视相机及俯视相机分别用于位于试样本体的不同方向，以对试样本体的不同面进行成像显示，示例性地，可对所述试样本体的前方、右侧方及上方进行拍摄图像，将相机装置的拍摄结果传输到识别检测装置，识别检测装置识别图像，并分别测量三幅拍摄图像上的试样本体的长度、高度、缺口角度等相关尺寸，将现有直接用量尺测量三维空间下试样本体的尺寸，转化为二维平面测量，测量方便，精度高，而且本发明所述冲击试样加工精度检测系统智能化程度更高，提高了检测效率。
7.可选地，该冲击试样加工精度检测系统还包括送样机构和试样托盘，所述相机装置设于所述送样机构的一端，所述试样托盘用于放置所述试样本体，所述试样托盘设置于所述送样机构上，所述送样机构用于驱动所述试样托盘向靠近所述相机装置一端运动，以使所述试样本体同时位于所述正视相机、所述侧视相机及所述俯视相机的拍摄范围内。
8.可选地，所述试样托盘上设有第一检测传感器，所述第一检测传感器用于检测所述试样托盘上是否有所述试样本体，所述第一检测传感器与所述送样机构连接，当所述第一检测传感器检测到所述试样托盘上有所述试样本体时，所述送样机构驱动所述试样托盘沿第一方向运动到预设位置。
9.可选地，该冲击试样加工精度检测系统还包括试样定位装置，所述试样定位装置设于所述相机装置一侧，所述试样定位装置用于对运动到所述预设位置的所述试样本体进行定位。
10.可选地，所述试样定位装置上设有第二检测传感器，所述第二检测传感器与所述相机装置连接，所述第二检测传感器用于检测所述试样本体是否定位到位，当所述第二检测传感器到所述试样本体定位到位后，所述相机装置对所述试样本体进行拍摄。
11.可选地，所述试样托盘上设有限位卡槽，所述限位卡槽的延伸方向为第二方向，所述第二方向与所述第一方向相垂直，所述试样定位装置包括两个伸缩气缸，两个所述伸缩气缸分别位于所述送样机构的两侧，当两个所述伸缩气缸伸缩，以推动所述试样本体沿所述第二方向移动，以对所述试样本体进行定位后，所述伸缩气缸缩回。
12.可选地，该冲击试样加工精度检测系统还包括相机位置调整装置，所述正视相机、所述侧视相机及所述俯视相机分别与对应的所述相机位置调整装置连接。
13.可选地，所述识别检测装置包括图像识别模块和测量模块，所述相机装置与所述图像识别模块连接，所述图像识别模块与所述测量模块连接。
14.可选地，所述识别检测装置还包括语音播报模块，所述语音播报模块与所述测量模块连接。
15.另一方面，本发明还提出一种冲击试样加工精度检测方法，采用所述的冲击试样加工精度检测系统，包括以下步骤：
16.s1：将试样本体置于所述冲击试样加工精度检测系统的相机装置的拍摄范围内；
17.s2：所述相机装置的正视相机、侧视相机及俯视相机分别对所述试样本体的三个面进行拍摄；
18.s3：所述相机装置将所拍摄图像传输到所述冲击试样加工精度检测系统的识别检测装置；
19.s4：所述识别检测装置对所述拍摄图像进行识别，并检测所述拍摄图像的尺寸。
20.本发明所述冲击试样加工精度检测方法相较于现有技术所具有的优势与上述冲击试样加工精度检测系统相同，在此不再重复说明。
附图说明
21.图1为本发明实施例的冲击试样加工精度检测系统的结构示意图；
22.图2为本发明实施例的冲击试样加工精度检测系统安装使用图；
23.图3为本发明实施例的试样本体的结构示意图；
24.图4为本发明实施例的正视相机所拍摄的图像；
25.图5为本发明实施例的侧视相机所拍摄的图像；
26.图6为本发明实施例的冲击试样加工精度检测方法的流程图。
27.附图标记说明：
28.1、正视相机；2、侧视相机；3、俯视相机；4、相机位置调整装置；5、送样机构；6、试样托盘；61、限位卡槽；7、试样定位装置；71、伸缩气缸；8、试样本体；9、机架；10、机械手；l1、试样长度；l2、缺口对称面到试样端部的距离；h1、试样高度；h2、缺口高度；θ1、缺口角度；θ2、试样纵向面间夹角；θ3、缺口对称面到试样纵轴角度；r、缺口根部半径；w、试样宽度。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
30.在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。
31.另外，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
32.本文中设置有坐标系xyz，其中x轴的正向代表右方向，x轴的反向代表左方向，y轴的正向代表前方向，y轴的反向代表后方向，z轴的正向代表上方，z轴的反向代表下方。
33.如图1-2所示，本发明实施例的一种冲击试样加工精度检测系统，包括相机装置及识别检测装置，所述相机装置包括正视相机1、侧视相机2和俯视相机3，所述正视相机1用于设置于试样本体8的前方以对所述试样本体8的前方拍摄，所述侧视相机2用于设置于所述试样本体8的左侧方或右侧方以对所述试样本体8的左侧方或右侧方拍摄，所述俯视相机3用于设置于所述试样本体8的上方以对所述试样本体8的上方拍摄，所述识别检测装置与所述正视相机1、所述侧视相机2及所述俯视相机3连接，所述识别检测装置用于识别所述正视相机1、所述侧视相机2及所述俯视相机3的拍摄图像，并对所述拍摄图像进行尺寸测量。
34.在本实施例中，试样本体如图3所示，大致呈长方体状，在试样本体8的上部沿宽度方向开设有v型缺口。
35.正视相机1、侧视相机2及俯视相机3可大致位于试样本体8的前方、右侧方及上方，调整正视相机1、侧视相机2及俯视相机3的位置，使各相机分别正对所述试样本体8的各表面。俯视相机3用于校正试样本体8的上表面的垂直度，通过俯视相机3观察所述试样本体8的上表面的相邻两边是否是垂直的，也即是否满足成像状态要求，之后，再通过正视相机1、侧视相机2分别对试样本体8的前面及左侧面进行拍摄。冲击试样加工精度检测系统可整体置于机架9上。
36.获得的拍摄图像可通过识别检测装置进行数据识别、尺寸测量。具体地，所述正视相机1拍摄的图像如图4所示，通过测量可获得试样长度l1、缺口对称面到试样端部的距离l2、试样高度h1、缺口高度h2、缺口角度θ1及缺口根部半径r；所述侧视相机2拍摄的图像如图5所示，通过测量可获得试样高度h1、试样宽度w、试样纵向面间夹角θ2、缺口对称面到试样纵轴角度θ3；通过测量所述俯视相机3所拍摄图像可判断试样本体8相邻边的垂直度。
37.需要说明的是，通过上述测量获得的尺寸并不是试样本体8的实际尺寸，还需要根据相机焦距等基本参数进行尺寸换算。将现有直接用量尺测量三维空间下试样本体的尺寸，转化为二维平面测量，测量方便，精度高，而且本发明所述冲击试样加工精度检测系统智能化程度更高，提高了检测效率。
38.可选地，所述识别检测装置包括图像识别模块和测量模块，所述相机装置与所述图像识别模块连接，所述图像识别模块与所述测量模块连接。
39.在本实施例中，所述图像识别模块用于提取各相机拍摄的图像信息，所述测量模
块对图像进行测量，获得尺寸数据，实现将三维空间测量转化成二维平面测量，测量效率高，精度更加准确，而且相较于认为测量，智能化程度更高，可实现对各种冲击试样的检测。
40.另外，所述识别检测装置还包括语音播报模块，所述语音播报模块与所述测量模块连接。通过所述语言播报模块进行语音报值，可方便用户更快速地获取测量结果。一般地，试样本体从上料、拍摄、测量、播报，整个过程所用时长小于10秒。
41.如图1-2所示，可选地，该冲击试样加工精度检测系统还包括送样机构5和试样托盘6，所述相机装置设于所述送样机构5的一端，所述试样托盘6用于放置所述试样本体8，所述试样托盘6设置于所述送样机构5上，所述送样机构5用于驱动所述试样托盘6向靠近所述相机装置一端运动，以使所述试样本体8同时位于所述正视相机1、所述侧视相机2及所述俯视相机3的拍摄范围内。
42.在本实施例中，所述送样机构5可为丝杠滑块传动机构等将转动变成直线运动机构，或者直线运动机构，送样机构5的直线传输方向为y轴所示方向，实现带动试样本体8由送样机构5的一端运动到另一端，以向靠近或远离所述相机装置方向运动。
43.当需要检测试样本体8的尺寸时，将待检测的试样本体8置于所述试样托盘6上，所述送样机构5驱动所述试样托盘6前后移动，以带动所述试样本体8跟随所述试样托盘6一起前后移动，直至到达所述相机装置的拍摄范围。
44.这里，所述试样本体8可直接通过人手放置于试样托盘6上，也可采用机械手10取放。
45.如图1-2所示，可选地，所述试样托盘6上设有第一检测传感器，所述第一检测传感器用于检测所述试样托盘6上是否有所述试样本体8，所述第一检测传感器与所述送样机构5连接，当所述第一检测传感器检测到所述试样托盘6上有所述试样本体8时，所述送样机构5驱动所述试样托盘6沿第一方向运动到预设位置。
46.在本实施例中，所述第一检测传感器可为重量传感器，通过重量传感器的检测值得出所述试样托盘6的重量，判断其内是否有料。所述试样托盘6未放置试样本体8时的重量为初始重量，某一时刻的测量重量与初始重量做对比，测量重量大于初始重量，则试样托盘6内有试样本体8，否则判断结果为无。
47.通过第一检测传感器检测确保试样托盘6内有物料后，送样机构5才驱动试样托盘6带动试样本体8沿y轴所示方向移动，避免送样机构5空转，没有物料也驱动试样托盘6移动。
48.如图1-2所示，可选地，该冲击试样加工精度检测系统还包括试样定位装置7，所述试样定位装置7设于所述相机装置一侧，所述试样定位装置7用于对运动到所述预设位置的所述试样本体8进行定位。
49.在本实施例中，所述试样定位装置7用于定位试样本体8，确保试样本体8的检测位置，每次在对所述试样本体8拍照前，可对其进行固定，确保每次都在固定位置拍摄图像，避免因人手或机械手放置试样本体8到试样托盘6的过程中，因放置位置不合适，误差大，而出现无法拍摄或拍摄图像不全等问题。
50.这里，所述送样机构5驱动试样托盘6带动试样本体8移动，实现对试样本体8的粗定位，试样托盘6移动到位后，再通过试样定位装置7直接推动试样本体8移动，实现对试样本体8的二次精定位，试样本体8的定位效果更好，有利于拍照检测。
51.如图1-2所示，可选地，所述试样定位装置7上设有第二检测传感器，所述第二检测传感器与所述相机装置连接，所述第二检测传感器用于检测所述试样本体8是否定位到位，当所述第二检测传感器到所述试样本体8定位到位后，所述相机装置对所述试样本体8进行拍摄。
52.在本实施例中，所述第二检测传感器可为位置传感器，第二检测传感器与相机装置通信连接，相机装置根据第二检测传感器的检测信号而动作，确保试样本体8定位到合适位置，避免拍摄图像信息有误或图像显示不全。
53.如图1-2所示，可选地，所述试样托盘6上设有限位卡槽61，所述限位卡槽61的延伸方向为第二方向，所述第二方向与所述第一方向相垂直，所述试样定位装置7包括两个伸缩气缸71，两个所述伸缩气缸71分别位于所述送样机构5的两侧，当两个所述伸缩气缸71伸缩，以推动所述试样本体8沿所述第二方向移动，以对所述试样本体8进行定位后，所述伸缩气缸71缩回。
54.在本实施例中，两个所述伸缩气缸71分别位于所述送样机构5的左右两侧，当所述试样托盘6携带所述试样本体8运动到位后，两个所述伸缩气缸71的伸缩端分别与长型的试样本体8的两端面抵接，通过控制两个所述伸缩气缸71的伸缩以驱动所述试样本体8沿x轴所示方向移动，直至所述试样本体8移动到位，实现对所述试样本体8的精定位。
55.这里，需要说明的是，考虑到侧视相机2设置在左右侧中的一侧，可能会对所述伸缩气缸71的安装以及沿x轴所示方向的伸缩产生影响，以侧视相机2安装在右侧方为例，位于右侧的一个伸缩气缸71避开所述侧视相机2，右侧的伸缩气缸71的伸缩端安装挡板，且可沿第一方向也即前后方向伸缩驱动，使得挡板前后移动以与试样本体8的右端面抵接，之后，位于左侧的一个伸缩气缸71沿第二方向也即左右方向伸缩，直至与试样本体8的左端面抵紧，两个所述伸缩气缸71对所述试样本体8形成左右夹紧，实现对试样本体8的定位，之后，两侧的所述伸缩气缸71缩回，避免阻碍相机装置的拍摄视线，相机装置开始拍摄。
56.如图1-2所示，可选地，该冲击试样加工精度检测系统还包括相机位置调整装置4，所述正视相机1、所述侧视相机2及所述俯视相机3分别与对应的所述相机位置调整装置4连接。
57.如图6所示，在本实施例中，所述相机位置调整装置4一般是在检测试样本体8尺寸之前使用，调整好相机的位置，之后一般不需要再操作。
58.本发明另一实施例还提供一种冲击试样加工精度检测方法，采用所述的冲击试样加工精度检测系统，包括以下步骤：
59.s1：将试样本体8置于所述冲击试样加工精度检测系统的相机装置的拍摄范围内；
60.s2：所述相机装置的正视相机1、侧视相机2及俯视相机3分别对所述试样本体8的三个面进行拍摄；
61.s3：所述相机装置将所拍摄图像传输到所述冲击试样加工精度检测系统的识别检测装置；
62.s4：所述识别检测装置对所述拍摄图像进行识别，并检测所述拍摄图像的尺寸。
63.本发明所述冲击试样加工精度检测方法具备上述冲击试样加工精度检测系统的所有优势，不再重复说明。
64.所述俯视相机3对所述试样本体8的上方进行拍摄，当所述俯视相机3的拍摄图像
满足成像状态要求时，所述正视相机1及所述侧视相机2对所述试样本体8的其他两个面进行拍摄，这里所说的成像状态一般是指成规整的图像，长方体的试样本体8的长、宽相互垂直，避免拍摄图像发生畸变，影响测量结果。
65.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。